真空低溫下超聲馬達性能及其摩擦材料的研究.pdf

1、超聲馬達具有結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量輕、低速大轉(zhuǎn)矩及無電磁干擾等結(jié)構(gòu)和驅(qū)動特性方面的獨特優(yōu)勢，使其在航空航天領域中具有廣闊的應用前景。近年來，超聲馬達在非常態(tài)環(huán)境下的研究，已成為國內(nèi)外學者關注的熱點。然而，真空低溫下的超聲馬達及其摩擦材料研究仍不完善。除此之外，摩擦材料的磨損壽命預測問題亟待解決。因此，研究在真空低溫下超聲馬達的摩擦材料與磨損壽命預測理論，對非常態(tài)下的超聲馬達結(jié)構(gòu)設計、完善理論模型以及提高其性能和可靠性，均具有重要的理論和實際意義。

2、
　　首先針對實驗室原有超聲馬達定子導熱性差的問題，設計出內(nèi)圓固定的超聲馬達定子結(jié)構(gòu)，使其易于導熱和導冷。并利用有限元方法，仿真分析了定子結(jié)構(gòu)參數(shù)對其振動參量的影響，優(yōu)化了定子的尺寸。在此基礎上，搭建了真空低溫環(huán)境超聲馬達實驗系統(tǒng)，模擬非常態(tài)苛刻環(huán)境和馬達實際運行工況，為真空低溫下超聲馬達研究提供基礎實驗平臺。
　　在真空低溫下考察膠粘劑、壓電陶瓷、軸承和摩擦材料等結(jié)構(gòu)參數(shù)對超聲馬達性能的影響，提出了真空低溫下的超聲馬達設計

3、原則，用以指導非常態(tài)下的超聲馬達結(jié)構(gòu)設計。繼而改進了超聲馬達的結(jié)構(gòu)，并與商用超聲馬達對比研究了行波型超聲馬達在真空低溫環(huán)境下的特性，為真空低溫下的摩擦材料研究提供可靠的實驗裝置。
　　針對真空低溫環(huán)境，研究了超聲馬達摩擦材料的特性。選擇國內(nèi)常用的幾種摩擦材料，實驗分析其在真空低溫下的超聲驅(qū)動特性和磨損特性。通過大量的超聲馬達實驗，探討了非常態(tài)環(huán)境下多種摩擦材料的摩擦學行為，提出了真空低溫下的超聲馬達摩擦材料設計原則，為真空低溫下超

4、聲馬達摩擦材料的研制提供選材依據(jù)，并為超聲馬達摩擦材料壽命預測提供了實驗數(shù)據(jù)。
　　研制出適用于真空低溫環(huán)境的超聲馬達摩擦材料。提出以聚苯酯和聚四氟乙烯共混作為基體制備超聲電機摩擦材料的思路，針對其力學和摩擦學性能的問題，利用2種耐熱性樹脂對聚苯酯基體進行改性。通過大量的實驗研究，得出填料合理用量范圍，利用正交實驗設計方法進行復合配方設計，實現(xiàn)配方組分對配方性能的可控，研制出一種滿足使用要求的超聲馬達摩擦材料，通過真空低溫下與國內(nèi)

5、常用摩擦材料的對比和實機實驗，證明其具有較好的驅(qū)動特性，是一種適用于真空低溫環(huán)境的高性能超聲馬達摩擦材料。
　　通過從微觀角度對行波型超聲馬達摩擦材料的磨損起因分析，研究了超聲馬達摩擦材料的磨損預測方法?；贏rchard磨損公式，計及超聲波振動對磨損的影響，計算出法向壓力分布和相對滑動速度函數(shù)，建立了行波型超聲馬達摩擦材料的磨損預測模型。該模型不僅考慮了摩擦材料在磨損中的厚度、摩擦材料剛度和預壓力變化，而且考慮了行波中位移和時間